科學(xué)探究思想在物理教學(xué)踐行中的思考

朱立安

摘 要： 探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)質(zhì)上是一種有目的的科學(xué)再發(fā)現(xiàn)活動(dòng)。它要求滿(mǎn)足兩個(gè)條件：一是學(xué)生要有相關(guān)的知識(shí)準(zhǔn)備，二是要求教師進(jìn)行適時(shí)必要的啟發(fā)與點(diǎn)撥。實(shí)施物理探究學(xué)習(xí)要落實(shí)到物理學(xué)科教學(xué)中，物理學(xué)科教學(xué)是實(shí)施物理探究學(xué)習(xí)的主要途徑。

關(guān)鍵詞： 科學(xué)探究 探究性實(shí)驗(yàn) 知識(shí)準(zhǔn)備 引導(dǎo)啟發(fā) 科學(xué)創(chuàng)造性

物理實(shí)驗(yàn)特別是高中物理實(shí)驗(yàn)是高中物理教學(xué)的重要內(nèi)容，是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、理解知識(shí)的重要途徑，探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)為實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)目標(biāo)提供了極為有效的實(shí)驗(yàn)手段。所謂“探究性實(shí)驗(yàn)”，就是在教師的啟發(fā)和指導(dǎo)下，以學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)和合作討論為前提，以現(xiàn)行的物理教材所列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為探究對(duì)象，以學(xué)生周?chē)澜绾蜕顚?shí)際為參照，為學(xué)生提供充分自由表達(dá)、質(zhì)疑、探究、討論問(wèn)題進(jìn)而得出結(jié)論的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生通過(guò)個(gè)人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動(dòng)，自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解釋現(xiàn)象的一種教與學(xué)的實(shí)驗(yàn)組織形式。

探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)質(zhì)上是一種有目的的科學(xué)再發(fā)現(xiàn)活動(dòng)。我認(rèn)為，在教學(xué)中利用探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，相當(dāng)于重溫物理原理發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，相當(dāng)于用前輩物理學(xué)家們的思想重新思維，這對(duì)理解物理原理，感知物理過(guò)程，解析物理現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生思維的科學(xué)性和創(chuàng)造性有極為重要的促進(jìn)作用。它要求滿(mǎn)足兩個(gè)條件：一是學(xué)生要有相關(guān)知識(shí)準(zhǔn)備，二是要求教師進(jìn)行適時(shí)必要的啟發(fā)與點(diǎn)撥。

例如在學(xué)習(xí)牛頓第二定律之前教材安排做的實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。這對(duì)學(xué)好后面的牛頓第二定律很有幫助。學(xué)生首先需要反復(fù)領(lǐng)會(huì)牛頓第一定律，確定自己研究的課題和方法，認(rèn)真做好加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，搞清楚加速度與力的定量關(guān)系；同時(shí)重溫日常生活體驗(yàn)（火車(chē)與小轎車(chē)啟動(dòng)時(shí)長(zhǎng)顯著不同），做好加速度與物體的質(zhì)量關(guān)系實(shí)驗(yàn)，得出它們的數(shù)量關(guān)系，只有這樣心中有數(shù)，才能在后面討論牛頓第二定律時(shí)做到水到渠成。課本在引導(dǎo)學(xué)生確定課題時(shí)，為學(xué)生應(yīng)用邏輯判斷確定物理量之間的聯(lián)系進(jìn)行了很好的鋪墊。其次老師要為學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)，做好實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)論的整理給予必要引導(dǎo)。

我們的做法是，首先要求學(xué)生認(rèn)真看書(shū)，明確用“比較”的方法測(cè)量加速度，然后探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，作出加速度與力的關(guān)系圖、加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖像。在實(shí)驗(yàn)之前，我引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)要探究的內(nèi)容、探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路、儀器的操作方法、數(shù)據(jù)的處理及如何作圖等，為做好實(shí)驗(yàn)充分做好準(zhǔn)備，化難為簡(jiǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生在牛頓第二定律學(xué)習(xí)之前對(duì)力、加速度、質(zhì)量三者之間的關(guān)系已經(jīng)了然于心，所以當(dāng)真正學(xué)到牛頓第二定律時(shí)，總結(jié)一下就可以得出結(jié)論，效果十分明顯。

又如在學(xué)習(xí)牛頓第一定律的時(shí)候，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生探究伽利略小球在斜面上的滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)，不僅讓學(xué)生重復(fù)伽利略的當(dāng)年實(shí)驗(yàn)過(guò)程，重溫那一段偉大的科學(xué)歷史，而且采用伽利略的理想化實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行科學(xué)探究、推理，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平與思維方法得到極大鍛煉。同時(shí)使得學(xué)生對(duì)伽利略理想化實(shí)驗(yàn)的方法本身得到深刻的理解，為學(xué)生今后的認(rèn)識(shí)世界、改造世界確立一種很好的思維方法。

另外，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中，思維的積極性能得到很好的鍛煉，培養(yǎng)他們獨(dú)立思考的能力，減少做事上的盲從。只要引導(dǎo)得當(dāng)，學(xué)生在動(dòng)手動(dòng)腦的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多智慧的火花。仍然以伽利略斜面小球滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)為例：引導(dǎo)提問(wèn)，為什么小球好像有記憶功能似的，每次總是會(huì)上升到開(kāi)始下滑的起點(diǎn)高度呢？學(xué)生當(dāng)然會(huì)從能量守恒、動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化原理方面進(jìn)行解釋?zhuān)瑫r(shí)為《必修2》學(xué)習(xí)“追循守恒量”——能量的來(lái)歷埋下伏筆。

實(shí)施物理探究學(xué)習(xí)要落實(shí)到學(xué)科教學(xué)中，物理學(xué)科教學(xué)是實(shí)施物理探究學(xué)習(xí)的主要途徑。2001年教育部頒布的物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出物理科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心，探究既是物理科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式，親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑。隨著我國(guó)新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的不斷深化，在學(xué)科教學(xué)中實(shí)施科學(xué)探究學(xué)習(xí)已成為廣大教師普遍接受的教學(xué)理念和教學(xué)方式。物理科學(xué)本身就是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，從物理學(xué)誕生起，從來(lái)沒(méi)有脫離實(shí)驗(yàn)的物理學(xué)，而總是在科學(xué)的實(shí)驗(yàn)中前行。所以物理教學(xué)中的探究就更有其特殊意義。

在物理學(xué)科教學(xué)中實(shí)施科學(xué)探究學(xué)習(xí)，要求教師和學(xué)生一起尋找與教學(xué)相適應(yīng)的物理探究目標(biāo)，使他們根據(jù)物理學(xué)科的特點(diǎn)，像科學(xué)家那樣從自然、社會(huì)和生活等開(kāi)放的學(xué)習(xí)環(huán)境中選擇自己感興趣的物理問(wèn)題展開(kāi)探究活動(dòng)，綜合運(yùn)用已有的物理知識(shí)、科學(xué)思想方法，提出解決問(wèn)題的方案，進(jìn)而通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)或觀(guān)察得出結(jié)論，使問(wèn)題得到解決。在問(wèn)題解決的過(guò)程中，體驗(yàn)學(xué)習(xí)物理的樂(lè)趣，獲得物理知識(shí)，提高物理探究的能力，形成尊重事實(shí)、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度。

艾倫·柯林斯說(shuō)過(guò)：這是一種費(fèi)時(shí)的教學(xué)，但如果我們的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生能創(chuàng)造性地解決問(wèn)題和發(fā)現(xiàn)理論，那么這是我們所擁有的唯一方法。在物理學(xué)習(xí)中，要把探究放在十分突出的位置，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)物理內(nèi)容的探究，在探究中學(xué)習(xí)探究，理解探究，在探究中學(xué)習(xí)物理，進(jìn)而在探究中體驗(yàn)物理學(xué)的奇妙和偉大。

總之，科學(xué)探究不僅培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，而且鍛煉了學(xué)生的科學(xué)思維，同時(shí)對(duì)學(xué)生感知自然界物理過(guò)程起到引領(lǐng)示范作用，為進(jìn)一步提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，樹(shù)立正確的世界觀(guān)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)中國(guó)的物理教師來(lái)說(shuō)，起步時(shí)間不長(zhǎng)，沒(méi)有很多經(jīng)驗(yàn)性的方法，如何才能進(jìn)一步搞好它，進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力，這本身就是一種挑戰(zhàn)，就是一項(xiàng)需要我們大家一起探究的事業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉炳昇，仲扣莊.新課程理念下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué).

[2]卞志榮.實(shí)施科學(xué)探究的途徑和策略.